2.4GHz対応のRFチェッカーをケースに入れた
ラジコンのおもちゃの修理に使う2.4GHzに対応した電波チェッカー作りの続きです。前回の記事では受信部だけを作りましたが、そのままでは使い難いので、アンプとスピーカーを付けてケースに入れました。
先に完成品の写真です。
▼RFチェッカー
RFセンサーの出力信号を手前の端子に出して、オシロなどの測定器を接続出来るようにしました。ケースは秋月で売っているポリカーボネート製のケースです。(ポリカーボネートケース 117-中 P-00358)
100円ショップのボリュームアンプが手に入れば、それを土台にして改造するのが手っ取り早そうなのですが、どこにも売っていなくて手に入りませんでした。そんなことで、秋月のケースを使いました。
また、小さなアンプ基板があれば、少し手抜きが出来るのですが、これも手持ちはありません。仕方が無いので、トランジスタで適当なアンプを作ることにしました。回路は「名張市つつじが丘おもちゃ病院」さんが公開されている、2石アンプをベースに、大きな音が出るようにアレンジしました。
▼回路図
トランジスタを能動領域で使っているので、消費電流は無音時で21mAと少し大きくなっています。
▼ブレッドボードで検討中
いきなり上の回路図になった訳では無く、ブレッドボードであれこれカットアンドトライしました。スピーカーは100円ショップのミニスピーカーから、スピーカーをベゼルごと引っこ抜いた物です。
▼基板
センサーのAD8314の部分は以前の記事で作った基板をそのまま使いました。ベースの基板が大きいので内部はスカスカです。
▼ケース内部
電源は単4電池を2本使っています。スピーカーはホットボンドで固定しています。
▼裏側
こういう小さな物の電源スイッチにトグルスイッチを使うと、持ち運ぶ時に、誤ってONにしてしまう恐れがあるので、スライドスイッチを使いたいところです。でも、手持ちが無かったので、トグルスイッチを使いました。お詫びの印に、この写真の状態を電源OFFにしています。これなら、スイッチに何かぶつかった時はOFFになる可能性の方が高いので、少し安全側です。
▼ミニオシロと組み合わせ
スピーカーだけでも電波が出ているかどうかは判断できますが、オシロを接続すると得られる情報が増えます。
この写真のように、ミニオシロの DSO-Shell と組み合わせて使うと良い感じです。オシロの後ろの黒いケースはダイソーの300円モバイルバッテリーで、この組み合わせなら、AC電源が無い場所でも使えて便利です。
これをあちこちに持って行って、自宅のWiFiの電波の到達具合などを調べると面白いです。一番興味深かったのは、
▼電子レンジの漏洩電波
かなり強力な電波が漏れていることが判ります。数百ワットのパワーなので、完全に閉じ込めることなど出来ないでしょう。電波はこの写真のようにAC電源を全波整流した波形で出ていました。ちなみに、このレンジはPanasonic の割と高級機なので、インバーターを使った直流出力になっていると思っていたのですが、意外な結果でした。なお、この波形の周波数は100Hzとかなり低いので、小さなスピーカーではほとんど音は出ないので見逃しそうです。でも、オシロなら確実に検出出来ます。
あと、電子レンジのスタートスイッチを押してもすぐにはパワーは出ず、2秒くらい遅れて電波が出ます。この理由がすぐに判らなかったのですが、よく考えると当然でした。マグネトロンは一種の真空管なので内部にはヒーターがあり、ここが温まらないと電子が出ないのですぐに動かなかった訳です。
真空管なんてとっくの昔に絶滅したと思っていたのですが、こんなところにしぶとく残っていました。たぶん1軒に1個は（マグネトロンの）真空管があるということになりそうです。
◆まとめ
これで2.4GHｚのラジコンおもちゃの修理が来ても大丈夫です。
先輩ドクターさんのWebを見ると、RFチェッカー以外に赤外線リモコンのチェックなど、いろいろな機能を付けていらっしゃるようです（それにはるかに小さく作られています）。まだ基板には余裕があるので、もう少し機能を追加してもいいかなと思います。
本文中に書き忘れたのですが、このRFチェッカーをスイッチング電源に近付けると、信号のバックグラウンドが上がることがありました。スイッチングに伴う輻射ノイズを検出しているのだと思いますが、電源のDCDCコンバーターやD級アンプをセンサーのRF検出チップの近くに実装しない方が良さそうです。
先に完成品の写真です。
▼RFチェッカー
RFセンサーの出力信号を手前の端子に出して、オシロなどの測定器を接続出来るようにしました。ケースは秋月で売っているポリカーボネート製のケースです。(ポリカーボネートケース 117-中 P-00358)
100円ショップのボリュームアンプが手に入れば、それを土台にして改造するのが手っ取り早そうなのですが、どこにも売っていなくて手に入りませんでした。そんなことで、秋月のケースを使いました。
また、小さなアンプ基板があれば、少し手抜きが出来るのですが、これも手持ちはありません。仕方が無いので、トランジスタで適当なアンプを作ることにしました。回路は「名張市つつじが丘おもちゃ病院」さんが公開されている、2石アンプをベースに、大きな音が出るようにアレンジしました。
▼回路図
トランジスタを能動領域で使っているので、消費電流は無音時で21mAと少し大きくなっています。
▼ブレッドボードで検討中
いきなり上の回路図になった訳では無く、ブレッドボードであれこれカットアンドトライしました。スピーカーは100円ショップのミニスピーカーから、スピーカーをベゼルごと引っこ抜いた物です。
▼基板
センサーのAD8314の部分は以前の記事で作った基板をそのまま使いました。ベースの基板が大きいので内部はスカスカです。
▼ケース内部
電源は単4電池を2本使っています。スピーカーはホットボンドで固定しています。
▼裏側
こういう小さな物の電源スイッチにトグルスイッチを使うと、持ち運ぶ時に、誤ってONにしてしまう恐れがあるので、スライドスイッチを使いたいところです。でも、手持ちが無かったので、トグルスイッチを使いました。お詫びの印に、この写真の状態を電源OFFにしています。これなら、スイッチに何かぶつかった時はOFFになる可能性の方が高いので、少し安全側です。
▼ミニオシロと組み合わせ
スピーカーだけでも電波が出ているかどうかは判断できますが、オシロを接続すると得られる情報が増えます。
この写真のように、ミニオシロの DSO-Shell と組み合わせて使うと良い感じです。オシロの後ろの黒いケースはダイソーの300円モバイルバッテリーで、この組み合わせなら、AC電源が無い場所でも使えて便利です。
これをあちこちに持って行って、自宅のWiFiの電波の到達具合などを調べると面白いです。一番興味深かったのは、
▼電子レンジの漏洩電波
かなり強力な電波が漏れていることが判ります。数百ワットのパワーなので、完全に閉じ込めることなど出来ないでしょう。電波はこの写真のようにAC電源を全波整流した波形で出ていました。ちなみに、このレンジはPanasonic の割と高級機なので、インバーターを使った直流出力になっていると思っていたのですが、意外な結果でした。なお、この波形の周波数は100Hzとかなり低いので、小さなスピーカーではほとんど音は出ないので見逃しそうです。でも、オシロなら確実に検出出来ます。
あと、電子レンジのスタートスイッチを押してもすぐにはパワーは出ず、2秒くらい遅れて電波が出ます。この理由がすぐに判らなかったのですが、よく考えると当然でした。マグネトロンは一種の真空管なので内部にはヒーターがあり、ここが温まらないと電子が出ないのですぐに動かなかった訳です。
真空管なんてとっくの昔に絶滅したと思っていたのですが、こんなところにしぶとく残っていました。たぶん1軒に1個は（マグネトロンの）真空管があるということになりそうです。
◆まとめ
これで2.4GHｚのラジコンおもちゃの修理が来ても大丈夫です。
先輩ドクターさんのWebを見ると、RFチェッカー以外に赤外線リモコンのチェックなど、いろいろな機能を付けていらっしゃるようです（それにはるかに小さく作られています）。まだ基板には余裕があるので、もう少し機能を追加してもいいかなと思います。
本文中に書き忘れたのですが、このRFチェッカーをスイッチング電源に近付けると、信号のバックグラウンドが上がることがありました。スイッチングに伴う輻射ノイズを検出しているのだと思いますが、電源のDCDCコンバーターやD級アンプをセンサーのRF検出チップの近くに実装しない方が良さそうです。
